KR20190074769A

KR20190074769A - 라이다 장치

Info

Publication number: KR20190074769A
Application number: KR1020170176361A
Authority: KR
Inventors: 정지성; 장준환; 김동규; 황성의
Original assignee: 주식회사 에스오에스랩
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-06-28
Also published as: KR102059244B1

Abstract

본 발명은 레이저 빔을 대상체에 조사하여 대상체에 의해 반사되어 돌아오는 레이저 빔을 분석해서 대상체까지의 거리, 방향, 속도 등을 측정하는 라이다 장치에 관한 것으로,
본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치는,
대상체를 향해 레이저 빔을 발광하는 레이저 모듈; 상기 레이저 모듈에서 발광되고 상기 대상체에 의해 반사된 레이저 빔을 수신하며 이동체에 기설치된 카메라 센서모듈; 및, 상기 카메라 센서모듈에서 수신된 레이저빔을 이용하여 상기 대상체와의 거리를 산출하는 제어부를 포함한다.

Description

라이다 장치 {Apparatus for Light Detection and Ranging}

본 발명은 레이저 빔을 대상체에 조사하여 대상체에 의해 반사되어 돌아오는 레이저 빔을 분석해서 대상체까지의 거리, 방향, 속도 등을 측정하는 라이다 장치에 관한 것이다.

레이저(Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation, LASER)는 빛의 유도방출(stimulated emission)을 일으켜 증폭해서 레이저 광을 조사한다.

라이다(Light Detection and Ranging, LiDAR) 장치는 레이저를 이용하여 거리를 측정하는 기술로써, 3차원 GIS(Geographic Information System) 정보 구축을 위한 지형 데이터를 구축하고, 이를 가시화하는 형태로 발전되어 건설, 국방 등의 분야에 응용되고 있다.

최근에는 자율주행 자동차, 이동 로봇, 드론 등에 적용되면서 핵심 기술로 주목을 받고 있다. 자동차에 적용되는 경우, 라이다는 주행중인 차량이 앞차와의 충돌을 피하거나 또는 충격을 최소화할 수 있도록 차간거리를 실시간으로 측정하여 경고 또는 차량 자동제어를 수행할 수 있다.

1. 대한민국 특허 등록번호 제10-1296780호 2. 대한민국 특허 등록번호 제10-1491289호

본 발명은 이동체에 기설치된 카메라를 이용함으로써 설치 비용을 절감할 수 있는 라이다 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치는,

대상체를 향해 레이저 빔을 발광하는 레이저 모듈; 상기 레이저 모듈에서 발광되고 상기 대상체에 의해 반사된 레이저 빔을 수신하며 이동체에 기설치된 카메라 센서모듈; 및, 상기 카메라 센서모듈에서 수신된 레이저빔을 이용하여 상기 대상체와의 거리를 산출하는 제어부를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 이동체는, 카메라를 포함하는 촬영장치가 설치된 차량 또는 카메라가 설치된 영상촬영용 무인 비행체 또는 카메라가 설치된 이동 로봇일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 이동체는, 카메라를 포함하는 블랙박스 또는 어라운드 뷰가 설치된 차량일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 레이저 모듈은, 상기 차량의 전방 램프, 후방 램프, 양측 사이드 미러의 방향지시 보조등 위치 중 적어도 어느 하나 이상에 설치될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 레이저 모듈의 광축이 상기 전방 램프 또는 후방 램프의 조사 방향과 나란하도록, 상기 레이저 모듈은 상기 전방 램프 또는 후방 램프의 일 측에 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 제어부는, 상기 카메라 센서모듈에 의해 촬영되는 영상 이미지와 상기 레이저빔이 상기 대상체에서 반사되어 수신되는 레이저빔 이미지에서 레이저빔이 수광된 픽셀의 위치정보를 검출하는 픽셀 위치 검출부와, 상기 검출된 픽셀의 위치정보를 이용하여 상기 대상체와의 거리를 산출하는 거리 산출부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 픽셀 위치 검출부는, 상기 레이저 모듈과 동기화되어 상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)에 따라 상기 레이저빔 이미지를 수집할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 픽셀 위치 검출부는, 상기 레이저빔 이미지에서 특정 영역의 광량 세기(intensity)가 다른 영역의 광량 세기보다 큰 경우, 해당 영역을 픽셀의 위치정보로 검출할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 픽셀 위치 검출부는, 상기 레이저빔 이미지가 포함된 이미지에서 상기 영상 이미지를 보정한 보정 이미지를 제거하여 상기 레이저빔 이미지를 획득할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 보정 이미지는, 상기 영상 이미지에 대해, 상기 레이저빔 이미지가 포함된 이미지의 노출시간(t2)을 상기 영상 이미지의 노출시간(t1)으로 나눈 값(t2/t1)으로 승산하여 획득할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 카메라 센서모듈은, 상기 레이저빔 이미지는 투과시키고 상기 영상 이미지는 차단하는 전자식 광학 필터를 구비하고, 상기 전자식 광학 필터는 상기 레이저 모듈과 동기화되어 상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)에 따라 온/오프될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 픽셀 위치 검출부는, 상기 레이저 모듈과 동기화되는 전자 필터를 구비하고, 상기 전자 필터는 상기 레이저 모듈과 동기화되어 상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)에 따라 온/오프될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 카메라 센서모듈은, 영상 이미지를 획득하는 영상 촬영용 이미지 센서와 레이저빔 이미지를 획득하는 거리 측정용 이미지 센서를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 카메라 센서모듈은, 하나의 카메라 센서모듈을 이루는 이미지 센서들 중에서 어느 일 영역이 상기 영상 촬영용 이미지 센서로 분할되고, 타 영역은 상기 거리 측정용 이미지 센서로 분할되어 제조될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 카메라 센서모듈은, 영상 이미지를 획득하는 영상 촬영용 이미지 센서와 레이저빔 이미지를 획득하는 거리 측정용 이미지 센서가 병합되어 제조될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 있어서, 상기 거리 측정용 이미지 센서는, 상기 레이저빔 이미지에서 레이저빔이 아닌 영상을 차단시켜서 분해능을 높이는 광학 필터를 더 포함할 수 있다.

기타 본 발명의 다양한 측면에 따른 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치에 의하면, 이동체에 기설치된 카메라를 카메라 센서모듈로 이용하여, 차량, 드론, 로봇 등에 라이다 장치의 설치 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 도시된 블록도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 차량에 설치된 상태가 예시된 도면이다.
도 3은 도 2a의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제어부가 도시된 블록도이다.
도 5는 픽셀 위치 검출부의 동작 과정을 설명하기 위한 사진이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 장치의 카메라 센서모듈의 응용예가 도시된 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치를 설명한다.

본 발명의 라이다 장치는, 이동체에 기설치된 카메라를 카메라 센서모듈로 이용하여 설치 비용을 절감할 수 있는 라이다 장치이다. 여기서, 이동체는, 예를 들어 블랙박스나 어라운드 뷰(“옴니 뷰”라고도 함) 등 카메라를 포함하는 촬영장치가 설치된 차량일 수 있다. 이하의 설명에서, 본 발명의 라이다 장치가 차량에 적용되는 경우를 예시하여 설명한다. 물론, 본 발명은 반드시 차량에 한정되는 것은 아니며, 카메라가 설치된 영상촬영용 무인 비행체(드론)나 카메라가 설치된 이동 로봇 등 다양한 이동체에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 도시된 블록도이고, 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 장치가 차량에 설치된 상태가 예시된 도면이며, 도 3은 도 2a의 평면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 장치의 제어부가 도시된 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 장치는, 레이저 모듈(100), 카메라 센서모듈(200), 제어부(300)를 포함한다.

레이저 모듈(100)은 레이저 빔을 발광하는 것으로, 전방으로 레이저 빔을 발광하는 라인 레이저 모듈 또는 레이저 빔을 다양한 형상으로 변환하여 발광하는 레이저 스캐닝 모듈일 수 있다.

라인 레이저 모듈 또는 레이저 스캐닝 모듈은 구조가 상이하나, 기본적으로 레이저빔을 발생시키는 레이저 다이오드(110)와, 레이저 다이오드를 통해 발생된 레이저빔을 집광시키는 콜리메이팅 렌즈(120)와, 레이저 발광을 위한 전자 회로(미도시)를 포함하여 이루어진다. 콜리메이팅 렌즈(120)는 레이저 다이오드를 통해 발생된 레이저빔을 집광시키는 광학 렌즈로, 레이저 다이오드의 후방에 위치한다. 이때, 레이저빔은 펄스파, 연속파 등 여러 가지 형태를 가질 수 있다.

도 2a, 도 2b 및 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 모듈(100)은 차량의 전방 램프, 후방 램프, 양측 사이드 미러의 방향지시 보조등 위치 중 적어도 어느 하나 이상에 설치되어, 차량의 전후방, 양측 방향 중 적어도 어느 하나 이상에 존재하는 대상체를 감지할 수 있다.

이때, 레이저 모듈(100)의 광축은 램프의 조사 방향과 나란하도록 램프의 일 측에 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 차량의 전방/후방 램프가 각도 조절이 가능한 경우, 차량의 전방/후방 램프와 일체로 형성된 레이저 모듈도 함께 각도 조절이 가능하게 된다.

카메라 센서모듈(200)은 레이저 모듈(100)에서 발광되고 대상체(A)에 의해 반사된 레이저 빔을 수신한다.

최근 대부분의 차량에는 사용자의 선택에 따라 블랙박스 또는 어라운드 뷰가 설치된다. 블랙박스는 사고 전후의 영상을 기록하여 사고 정황 파악에 필요한 정보, 차량 속도, 주차 상황 녹화 기능 등을 제공하는 장치이다. 어라운드 뷰는 차량의 앞뒤와 좌우 사이드 미러 하단에 1개씩 4개의 카메라 센서모듈을 이용해, 네비게이션 화면에 마치 차를 위에서 찍은 듯한 화면을 제공하는 장치이다.

이러한 블랙박스 또는 어라운드 뷰는 필수적으로 카메라를 포함하고 있는데, 본 발명의 라이다 장치는 차량에 설치되는 블랙박스 또는 어라운드 뷰에 포함된 카메라를 카메라 센서모듈(200)로 이용한다.

카메라 센서모듈(200)은 전방 블랙박스 위치, 후방 블랙박스 위치, 양측 사이드 미러의 방향지시 보조등 위치에 위치될 수 있다. 또한, 카메라 센서모듈(200)은 차량의 전방 그릴, 후방 트렁크 위치에 위치될 수 있다.

제어부(300)는 카메라 센서모듈(200)에서 수신된 레이저빔을 이용하여 대상체와의 거리를 산출한다. 즉, 제어부(300)는 차량의 블랙박스 또는 어라운드 뷰에 설치된 카메라(즉, 카메라 센서모듈(200))에 의해 수신된 레이저빔을 이용하여 대상체와의 거리를 산출하는데, 차량의 블랙박스 또는 어라운드 뷰에 설치된 카메라 센서모듈(200)는 원칙적으로 영상용 이미지를 획득하는 장치이므로, 카메라 센서모듈(200)에 의해 수신된 이미지 중에서, 카메라 센서모듈(200)에 의해 촬영되는 영상 이미지와 레이저빔을 대상체에 조사하고 반사되어 카메라 센서모듈(200)에 의해 수신되는 레이저빔 이미지를 분리 추출해야 한다.

이를 위해, 제어부(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 카메라 센서모듈(200)에 의해 촬영되는 영상 이미지와 레이저 빔이 대상체에서 반사되어 수신되는 레이저빔 이미지에서 레이저빔이 수광된 픽셀의 위치정보를 검출하는 픽셀 위치 검출부(310)와, 검출된 픽셀의 위치정보를 이용하여 대상체와의 거리를 산출하는 거리 산출부(320)를 포함한다. 또한, 저장부(330)를 더 포함한다.

픽셀 위치 검출부(310)는 레이저 모듈과 동기화되어 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)에 따라 레이저빔 이미지를 수집한다. 즉, 레이저 모듈이 온(on) 상태일 때, 카메라 센서모듈에 의해 획득된 이미지를 레이저빔 이미지로 수집하고, 레이저 모듈이 오프(off) 상태일 때, 카메라 센서모듈에 의해 획득된 이미지를 영상 이미지로 수집한다.

픽셀 위치 검출부(310)는 수집된 레이저빔 이미지와 영상 이미지를 비교하여 특정 영역의 광량 세기(intensity)가 다른 영역의 광량 세기보다 큰 경우, 해당 영역을 픽셀의 위치정보로 검출할 수 있다.

도 5a는 카메라 센서 모듈(200)의 노출시간을 보여주는 그래프이다. 1 프레임당 영상이미지를 위한 노출시간(t1)과 레이저빔 이미지를 위한 노출시간(t2)이 도시되어 있으며, t1에 비해 t2는 아주 작은 시간 동안 노출된다. 예를 들어, t1이 5ms이면 t2는 1ms일 수 있다.

도 5b는 1 프레임 동안 수집된 영상 이미지와 레이저 빔이미지이다. 도 5b의 좌측 이미지는 레이저빔 이미지가 포함되지 않은 영상 이미지이고, 우측 이미지는 레이저빔 이미지가 포함된 이미지이다. 도 5b의 두 이미지는 노출 시간이 상이한 이미지이고, 특히, 영상 이미지(좌측 이미지)의 노출 시간이 매우 큰 이미지이므로, 이 이미지들로 레이저빔의 위치정보를 검출할 경우, 영상 이미지에 의한 노이즈가 많이 포함되어 있어서 정확한 측정이 어렵다.

따라서, 외란의 영향을 줄이기 위해 도 5b의 영상 이미지를 레이저빔 노출시간(t2)에 맞게 보정한다. 도 5c의 좌측 이미지는 도 5b의 영상 이미지(좌측 이미지)를 보정한 이미지로서, 도 5b의 레이저빔 이미지 만큼 노이즈 광량이 줄어든 영상 이미지이다. 이러한 이미지 보정은, 원래의 영상 이미지(도 5b 좌측 이미지)에 대해 “레이저빔 이미지의 노출시간(t2)/영상 이미지의 노출시간(t1)”만큼 승산하여 획득한다.

그 다음, 레이저빔 이미지가 포함된 이미지(도 5b, 도 5c의 우측 이미지)에서 보정된 영상 이미지(도 5c의 좌측 이미지)를 제거하여, 도 5d와 같은 레이저빔 이미지를 획득하고, 이로부터 픽셀의 위치정보를 검출한다.

거리 산출부(320)는 픽셀 위치 검출부(310)에서 검출된 픽셀의 위치정보를 이용해서 삼각 측정 계산을 수행하여 거리를 산출하여 차량의 자기 위치 인식이나 대상체인 장애물과의 충돌 방지를 위한 정보를 제공한다.

거리 산출부(320)는 저장부(330)에 저장된 레이저 모듈(100)과 카메라 센서모듈(200) 간의 설치 위치정보를 기초로 레이저 모듈(100)의 온/오프 제어에 따라 조사된 레이저빔이 대상체에 반사되어 카메라 센서모듈(200)에 수신되면 레이저 모듈(100)과 카메라 센서모듈(200) 사이의 각도 정보와 이격 거리 정보를 이용하여 카메라 센서모듈(100)의 화면 상에 표시되는 대상체까지의 거리를 삼각 측정 계산을 이용하여 산출한다.

저장부(330)는 제어부(300)의 동작과 관련된 프로그램 및, 기본 설정 정보를 저장한다. 기본 설정 정보는 레이저 모듈(100)과 카메라 센서모듈(200) 간의 설치 위치정보, 즉, 레이저 모듈(100)과 카메라 센서모듈(200) 사이의 각도 정보와 이격 거리 정보 등이 있다.

한편, 차량의 블랙박스 또는 어라운드 뷰에 설치된 카메라는 전자식 광학 필터가 적용된 카메라 센서모듈일 수 있다. 전자식 광학 필터는 빛의 특정 파장의 투과율을 전기신호로 제어하는 필터로 레이저빔 이미지는 투과시키고 영상 이미지는 차단하는 용도로 사용될 수 있으며, 레이저 모듈과 동기화되어 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)에 따라 전자식 광학 필터도 온/오프된다. 전자식 광학 필터가 적용되면, 카메라 센서모듈에 의해 촬영되는 이미지들 중에서 레이저 모듈이 켜진 순간의 레이저빔 이미지를 획득하되, 획득된 레이저빔 이미지에서 레이저빔이 아닌 영상(예를 들어, RGB 영상)은 차단되어 영상 이미지에 의한 외란을 사전에 방지하여 거리 측정의 정확도를 높일 수 있게 된다.

한편, 카메라 센서모듈에 전자식 광학 필터가 적용되지 않고, 제어부(300)에 전자 필터가 적용될 수 있다. 즉, 픽셀 위치 검출부(310)는 레이저 모듈과 동기화되는 전자 필터를 구비하고, 픽셀 위치 검출부(310)가 레이저 모듈과 동기화되어 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)에 따라 수집된 레이저빔 이미지를 이용하여 레이저빔의 위치정보를 검출할 때, 전자 필터도 레이저 모듈과 동기화되어 픽셀 위치 검출부(310)에 의해 검출된 레이저빔 이미지에서 레이저빔이 아닌 영상(예를 들어, RGB 영상)을 차단시켜서 영상 이미지에 의한 외란을 사전에 방지하여 거리 측정의 정확도를 높일 수 있게 된다.

한편, 차량의 블랙박스 또는 어라운드 뷰에 설치되는 카메라 센서모듈은 본 발명의 실시예들을 구현하기 위한 용도로 특수 제작될 수 있다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 라이다 장치의 카메라 센서모듈의 응용예가 도시된 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 카메라 센서모듈(200)은 영상 이미지를 획득하는 영상 촬영용 이미지 센서(210)와 레이저빔 이미지를 획득하는 거리 측정용 이미지 센서(220)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 카메라 센서모듈(200)을 이루는 이미지 센서들 중에서, 어느 일 영역의 이미지 센서들은 영상 이미지를 획득하는 영상 촬영용 이미지 센서(210)로 분할하고, 타 영역의 이미지 센서들은 레이저빔 이미지를 획득하는 거리 측정용 이미지 센서(220)로 분할하여 제조될 수 있다. 또는, 카메라 센서모듈(200)은 영상 이미지를 획득하는 영상 촬영용 이미지 센서(210)와 레이저빔 이미지를 획득하는 거리 측정용 이미지 센서(220)가 별도로 제조된 후, 두 센서(210, 220)가 병합되어 제조될 수 있다. 거리 측정용 이미지 센서는 레이저빔 이미지에서 레이저빔이 아닌 영상(예를 들어, RGB 영상)을 차단시켜서 분해능을 높이는 광학 필터(230)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광학 필터(230)는 IR 필터일 수 있다.

다음으로, 상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치의 동작 과정을 설명한다.

차량의 전방 램프, 후방 램프, 양측 사이드 미러에 설치된 레이저 모듈(100)에서 레이저빔이 발광된다. 발광된 레이저빔이 대상체(A)에 의해 차량으로 반사되면, 반사된 레이저빔은 차량에 설치된 블랙박스 또는 어라운드 뷰에 포함된 카메라 센서모듈(200)에 의해 수신된다. 이때, 카메라 센서모듈(200)은 블랙박스 또는 어라운드 뷰의 일 부품이므로, 레이저빔 뿐만 아니라, 외부 영상도 촬영한다.

제어부(300)는 카메라 센서모듈(200)에 의해 촬영된 영상 이미지와 대상체에서 반사되어 수신되는 레이저빔 이미지에서레이저빔이 수광된 픽셀의 위치정보를 검출하고, 검출된 픽셀의 위치정보를 이용하여 대상체와의 거리를 산출한다. 이때, 제어부(300)의 픽셀 위치 검출부(310)는 레이저 모듈과 동기화되어 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)에 따라 영상 이미지와 레이저빔 이미지를 수집한다. 제어부(300)의 거리 산출부(320)는 픽셀 위치 검출부(310)에서 검출된 픽셀의 위치정보를 이용해서 삼각 측정 계산을 수행하여 거리를 산출하여 차량의 자기 위치 인식이나 대상체인 장애물과의 충돌 방지를 위한 정보를 제공한다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 따른 라이다 장치는, 이동체에 기설치된 카메라를 카메라 센서모듈로 이용하여, 차량, 드론, 로봇 등에 라이다 장치의 설치 비용을 절감할 수 있다.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

100 : 레이저 모듈 200 : 카메라 센서모듈
300 : 제어부 310 : 픽셀 위치 검출부
320 : 거리 산출부 330 : 저장부

Claims

대상체를 향해 레이저 빔을 발광하는 레이저 모듈;
상기 레이저 모듈에서 발광되고 상기 대상체에 의해 반사된 레이저 빔을 수신하며 이동체에 기설치된 카메라 센서모듈; 및,
상기 카메라 센서모듈에서 수신된 레이저빔을 이용하여 상기 대상체와의 거리를 산출하는 제어부를 포함하는 라이다 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 이동체는,
카메라를 포함하는 촬영장치가 설치된 차량 또는 카메라가 설치된 영상촬영용 무인 비행체 또는 카메라가 설치된 이동 로봇인 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 이동체는,
카메라를 포함하는 블랙박스 또는 어라운드 뷰가 설치되는 차량인 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 레이저 모듈은,
상기 차량의 전방 램프, 후방 램프, 양측 사이드 미러의 방향지시 보조등 위치 중 적어도 어느 하나 이상에 설치되는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 레이저 모듈의 광축이 상기 전방 램프 또는 후방 램프의 조사 방향과 나란하도록, 상기 레이저 모듈은 상기 전방 램프 또는 후방 램프의 일 측에 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 제어부는,
상기 카메라 센서모듈에 의해 촬영되는 영상 이미지와 상기 레이저 빔이 상기 대상체에서 반사되어 수신되는 레이저빔 이미지에서 레이저빔이 수광된 픽셀의 위치정보를 검출하는 픽셀 위치 검출부와,
상기 검출된 픽셀의 위치정보를 이용하여 상기 대상체와의 거리를 산출하는 거리 산출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 픽셀 위치 검출부는,
상기 레이저 모듈과 동기화되어 상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)에 따라 상기 레이저빔 이미지를 수집하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 픽셀 위치 검출부는,
상기 레이저빔 이미지에서 특정 영역의 광량 세기(intensity)가 다른 영역의 광량 세기보다 큰 경우, 해당 영역을 픽셀의 위치정보로 추출하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 픽셀 위치 검출부는,
상기 레이저빔 이미지가 포함된 이미지에서 상기 영상 이미지를 보정한 보정 이미지를 제거하여 상기 레이저빔 이미지를 획득하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 보정 이미지는,
상기 영상 이미지에 대해, 상기 레이저빔 이미지가 포함된 이미지의 노출시간(t2)을 상기 영상 이미지의 노출시간(t1)으로 나눈 값(t2/t1)으로 승산하여 획득하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 카메라 센서모듈은,
상기 레이저빔 이미지는 투과시키고 상기 영상 이미지는 차단하는 전자식 광학 필터를 구비하고,
상기 전자식 광학 필터는 상기 레이저 모듈과 동기화되어 상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)에 따라 온/오프되는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 6에 있어서, 상기 픽셀 위치 검출부는,
상기 레이저 모듈과 동기화되는 전자 필터를 구비하고,
상기 전자 필터는 상기 레이저 모듈과 동기화되어 상기 레이저 모듈의 온(on)/오프(off)에 따라 온/오프되는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 카메라 센서모듈은,
영상 이미지를 획득하는 영상 촬영용 이미지 센서와 레이저빔 이미지를 획득하는 거리 측정용 이미지 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 13에 있어서, 상기 카메라 센서모듈은,
하나의 카메라 센서모듈을 이루는 이미지 센서들 중에서 어느 일 영역이 상기 영상 촬영용 이미지 센서로 분할되고, 타 영역은 상기 거리 측정용 이미지 센서로 분할되어 제조되는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 13에 있어서, 상기 카메라 센서모듈은,
상기 영상 촬영용 이미지 센서와 상기 거리 측정용 이미지 센서가 별도로 제조된 후, 두 센서가 병합되어 제조되는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.
청구항 13 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서, 상기 거리 측정용 이미지 센서는,
상기 레이저빔 이미지에서 레이저빔이 아닌 영상을 차단시켜서 분해능을 높이는 광학 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 장치.